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Geochemistry and provenance of the Upper Cretaceous to Eocene Gosau Group around and beneath the Vienna Basin (Austria and Slovakia)
Gerald Hofer
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Michael Wagreich
DOI
10.25365/thesis.27612
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29727.32933.145559-2
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Gesamtgesteinsgeochemie und Schwermineralanalysen von Aufschluß-, Bohrkern- und Cuttingproben der oberkretazischen (Coniacium/Santonium) bis paläogenen (bis eozänen) Gosau-Gruppe wurden durchgeführt, um Unterschiede und Gemeinsamkeiten herauszuarbeiten, Faziesbereiche, Ablagerungsbedingungen sowie sedimentäre Liefergebiete von den unterschiedlichen Abfolgen am östlichen und westlichen Rand und im Untergrund des Wiener Beckens zu rekonstruieren. Im Rahmen der Dissertation werden Ablagerungen der Gießhübl, Glinzendorf und Grünbach Synklinale (Ostalpen und subalpine Einheiten im Untergrund des Neogenen Wiener Beckens) sowie der Slowakischen Gosau-Äquivalente im Raum Brezová und Studienka (Westkarpaten), welche heute in NE-SW-streichenden Synklinalien vorliegen, untersucht.
Mittels Gesamtgesteinsanalysen und Geochemie stabiler Isotope der 247 feinkörnigen Sedimentproben lassen sich Unterschiede in den hemipelagisch bis pelagischen Proben des Gießhübl- und Studienka-Beckens verglichen mit den randlich-marinen bis nicht-marinen Proben des Grünbach- und Glinzendorf-Beckens erkennen. Dabei erweisen sich B/Al*, δ13C und δ18O als brauchbare geochemische Indikatoren (Proxy), um zwischen marinen und nicht-marinen Intervallen zu differenzieren. So konnten (in Kombination mit Nannofossilanalysen) marin – nicht-marine Zyklen in der Beckenrand-nahen Grünbach-Formation und in den Abfolgen der Glinzendorfer Mulde rekonstruiert werden. Erhöhte Cr- und Ni-Konzentrationen sowie eine Anreicherung des Cr/V- im Vergleich zum Y/Ni-Verhältnisses dokumentieren detritären ophiolitischen Einfluss vor allem in nicht-marinen Abschnitten der Glinzendorf Synklinale. Mittels statistischer Faktorenanalyse werden vor allem terrigen-interpretative Elemente (z.B. Al2O3, SiO2, K2O, Th, Rb or Zr), Elemente, die für marines Milieu charakteristisch sind (z.B. CaO, Sr, TOT/C, LOI or B/Al*) und Ophiolitdetritus (ausgedrückt durch die Elemente Cr und Ni) als entscheidende Faktoren für die Unterscheidung der detailierten und komplexen Daten erkannt. Proben der Gießhübl- und Studienka- sowie Proben mariner Intervalle der Glinzendorf- und Grünbach-Gosau können so einerseits von nicht-marinen Proben der Glinzendorf und Grünbach Synklinale und andererseits von nicht-marinen Proben mit dominantem ophiolitischen Detritus unterschieden werden.
Evaluierung von Schwermineralspektren und vor allem chemische Analysen einzelner Schwermineralkörner ermöglichen ein detailliertes und erweitertes Konzept der Liefergebiete des Arbeitsgebietes. Schwermineralverteilungen des Coniaciums bis Campaniums sind weitgehend dominant an Chromspinell, während dies spätestens ab dem Paleozän von dominanten Granatspektren abgelöst wird. Turmalinanteile sind hingegen in der Studienka-Gosau merklich erhöht. Chemische Analysen der dominierenden Schwermineralgruppen Granat, Chromspinell und Turmalin wurden mittels Elektronenmikrosonde ermittelt. Dabei zeigen detritäre Granate mit erhöhten Pyrop- und Grossularanteilen Erosion von Resten einer metamorphen Ophiolith-Sohle an, und damit einhergehend lassen Chromspinelle eines gemischten Harzburgit-Lherzolit Liefergebietes in Gosaueinheiten des Coniaciums bis Campaniums auf einen dominanten Sedimenttransport von der südlich der Nördlichen Kalkalpen gelegenen Tethys Sutur schließen. Zu dieser Zeit fungiert eine Mélange aus hochmetamorphen und ophiolitischen Decken einer tektonisch hangenden Einheit der nordwärts gerichteten Überschiebung auf Austroalpine Einheiten als Liefergebiet für die Gosaubecken. In den paläogeographisch nördlich gelegenen Becken sind Chromspinelle vor allem auf eine Harzburgit-Quelle zurückzuführen, was einen geringen Einfluss des nördlichen Penninischen Akkretionskeils als zweites mögliches Lifergebiet vermuten lässt. Ab dem Maastrichtium sind nur mehr Almandin-reiche Granate, die einer südlichen, hauptsächlich metapelitischen Herkunft zuzurechnen sind, in den Schwermineralspektren zu beobachten. Moderate Chromspinellgehalte repräsentieren letzte Erosionen südlicher ophiolitischer Strukturen zu dieser Zeit. Im Paläogen sind Almandin-Granate, welche dieselbe chemische Zusammensetzung wie Granate Austroalpiner Kristallinkomplexe der Ostalpen (Wölz-,
Rappold-, Radenthein-, Plankogel-, Koralpe- und Saualpekomplex) zeigen, die einzige dominante Mineralphase.
Abstract
(Englisch)
Bulk rock geochemistry and heavy mineral analysis of outcrop, core and cutting samples of the Upper Cretaceous (Coniacian/Santonian) to Paleogene (up to Eocene) Gosau Group were performed to evaluate differences and similarities, to reconstruct facies, depositional environment and provenance of successions beneath and at the eastern and western margin of the Vienna basin. This PhD thesis concentrates on deposits of the Gießhübl, Glinzendorf and Grünbach basin (Eastern Alps and Alpine subcrop underneath the Vienna basin) as well as the Slovakian Gosau equivalents of the Brezová and Studienka basin (Western Carpathians), today basically arranged in NE-SW-striking synclines.
Bulk rock and stable isotope geochemistry of 247 fine-clastic sediments demonstrate differences between hemipelagic to pelagic samples from the Gießhübl and Studienka basin compared to marginal-marine to non-marine samples from the Grünbach and Glinzendorf basin. B/Al*, δ13C and δ18O are reliable geochemical proxies for paleosalinity and can be used to differentiate between marine and limnic intervals. Marine-non-marine cycles are reconstructed in this way (in combination with evaluations of nannofossils) for the proximal Grünbach Formation and the Glinzendorf basin. Enriched Cr and Ni concentrations and Cr/V relative to Y/Ni ratios document ophiolitic detrital influence in mainly non-marine parts of the Glinzendorf Syncline. Statistical factor analysis indicates terrigenous derived elements (e.g. Al2O3, SiO2, K2O, Th, Rb or Zr), elements representing marine facies (e.g. CaO, Sr, TOT/C, LOI or B/Al*) and ophiolitic detritus (Cr and Ni) to describe the highest variance in a detailed and complex data set. Samples of the Gießhübl and Studienka as well as samples from marine intervals of the Glinzendorf and Grünbach basin can be distinguished from non-marine samples of the Glinzendorf and Grünbach Syncline and non-marine samples of the Glinzendorf succession with dominant ophiolitic input.
Evaluation of heavy mineral assemblages and chemical analysis of single heavy mineral grains provide a provenance concept of that area. Coniacian to Campanian heavy mineral assemblages are generally dominant in chrome spinel, while at least from the Paleocene onwards, garnet is the dominant mineral phase. Tourmaline contents are more abundant in the Studienka Gosau. Chemistry of the dominant heavy minerals garnet, chrome spinel and tourmaline were analyzed by electron microprobe. Detrital garnets with higher proportions of pyrope (and grossular) may report erosion from relics of a metamorphic sole, and chrome spinels of a mixed harzburgite and lherzolite provenance in the Coniacian to Campanian Gosau Group suggests dominant sediment transport from the Tethys suture situated south of the NCA. At this time, a mélange of high metamorphic and ophiolitic nappes from the hanging wall of the northwards moving thrust complex onto the Austroalpine realm acts as source area for the Gosau basins. Harzburgite dominant chrome spinels in the paleogeographically northern basins indicate only minor influence of the northern Penninic accretionary wedge as a second provenance. From the Maastrichtian on only almandine-rich garnets, which are interpreted as southern, metapelitic provenance, can be observed. Moderate chrome spinel contents represent ultimate erosion of ophiolitic structures in the south. In the Paleogene, almandine-garnets are the only dominant mineral phase that shows similar chemical compositions like garnets from the Austroalpine Crystalline Complexes of the Eastern Alps (Wölz, Rappold, Radenthein, Plankogel, Koralpe and Saualpe Complex).
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Bulk rock geochemistry Provenance analysis Heavy minerals Gosau Group
Schlagwörter
(Deutsch)
Gesamtgesteinsgeochemie Liefergebietsanalyse Schwermineralien Gosau-Gruppe
Autor*innen
Gerald Hofer
Haupttitel (Englisch)
Geochemistry and provenance of the Upper Cretaceous to Eocene Gosau Group around and beneath the Vienna Basin (Austria and Slovakia)
Paralleltitel (Deutsch)
Geochemie und Liefergebiet der Gosau-Gruppe (Oberkreide bis Eozän) randlich und unterhalb des Wiener Beckens (Österreich und Slowakei)
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
233 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Roman Aubrecht ,
Susanne Gier
AC Nummer
AC10801287
Utheses ID
24674
Studienkennzahl
UA | 791 | 426 | |